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1问题的提出
近几年来,浙江省高考物理试题立意新颖,更加注重新情景下实际问题的建模,对运用科学思维方法解决问题的能力也提出了更高的要求.同时,学生也经常反映:“物理概念、规律我都懂,平时各类习题也做了不少,但高考做题时仍然感到无从入手,力不从心.”如何才能教会学生解题,进而实现“优质轻负”的目标,是值得我们思考的现实问题.
几年来,根据笔者的观察,优秀学生解题往往具有以下两个基本特征:(1)具有较强的目标意识:他们不仅根据解题的具体情况及时确定不同层次的解题目标,而且更善于将各种目标紧密联系起来,使解题活动始终在目标的激励、引导、调控下进行.(2)善于使用解题策略:解题水平高的学生,他们往往对自己的解题过程具有较高水平的自我监控,调动各种因素去达到特定的目标.
因此,我认为提高习题课的教学效果,仅依靠教师在课堂上把解题的方法、技巧传授给学生远远不够,更重要的是我们在教学中有意识地培养学生的解题自我监控能力.
2自我监控在解决问题中的作用
自我监控,是在元认知理论研究的基础上,心理学家提出的新的认知理论.在解决问题中指学生为了保证解题的成功,对自己的解题过程中进行积极的计划、检查、反馈、控制和调节,以保证正确的解题方向,从而实现正确解题.具体有以下两方面作用:
2.1自我监控能够帮助学生修正解题的目标
物理解题具有明确的目标指向性.学生在目标的影响下,将自己正在进行的认知活动作为意识的对象,不断对解题的进程进行积极的、自觉的监视.一旦进程与目标不符,而又相信自己的进程时,则怀疑目标,将对目标修改或放弃,以确定新的目标.
2.2自我监控能帮助学生激活、制定和改组解题策略
物理解题具有明显的策略性,策略影响着物理解题的进程和质量.学生在解题过程中通过三种方式来操作策略.①激活策略,以目标的期望为出发点,将材料系统放入知识背景,在操作系统的作用下激活认知结构,选择解题策略;②制定策略,根据材料系统在认知结构中的相似性,寻求物理认知结构中的“相似块”,制定解题策略;③改组策略,通过解题进程的反馈,解题者要进行对解题策略的评价.学生在操作解题策略时,实际上均受自我监控的控制和调节,通过自我监控检验回顾解题方法,调控解题策略,最终逼近目标状态.
3提高学生解题监控能力的实践探索
解题监控能力在教会学生解题中具有举足轻重的作用,如何在不加重学生学习负担的基础上,使学生在完成学习任务的同时,解题自我监控能力得以形成和提高呢?在教学中我试着从以下几方面入手:
3.1审题过程中的自我监控能力的培养
高中物理试题所含情境新颖,信息量大,物理情景复杂,设问变化多端,有时一字之差就使题意完全不同.因此要教会学生做题,首先应使学生在审题阶段学会自我监控,培养学生规范的审题习惯.
为了提高学生审题阶段自我监控能力,我设计了一系列问题清单,促使学生仔细、深入地分析题意,整理思维过程,明确问题本质,达到思维精细化. (1)已知什么、要求什么:已知的是具体数据(是否国际单位制)、还是字母已知量?隐含的条件是什么? (2)研究对象如何选取:是选取一个物体、一个微元、还是选取一个系统(整体)作为研究对象?(3)物理过程怎样确定:是选取一个过程、还是几个过程?还是全过程? (4)能否构造出待求问题的物理情景:能画出一张图来表征问题?例如:物体受力分析图、物体运动过程示意图、电路图、光路图、实验设计流程图等(5)能否引入假设的符号:例如物体的质量m、斜面的倾角θ等来帮助自己分析? 此外,在读题审题环节还要引导学生不要急于猜测问题的解决方向,更不要盲目动手解题.
3.2解题过程中的学生自我监控能力的培养
从物理问题解决的全程看,审题阶段为问题解决确立了起点和目标,物理图景的建构为问题解决提供了背景框架,但它们仅仅是获得题目信息后的准备阶段.能否顺利解题还需要在具体的实施过程中加强学生自我监控.解题过程的自我监控大致可分为三个阶段:制定解题方案,执行解题方案和结论检验阶段.
3.2.1制定方案阶段的自我监控能力培养
教学实践表明,制定解题计划,寻找问题的解决思路是问题解决的中心环节,有时也是学生感到最为困难的一步,所以要特别加强学生自我监控的训练.为了解决这一困惑,我要求学生在解题时,向自己提问:问题主线是力学还是电学,题中涉及哪些知识点,类似的问题以前遇到过吗,物体受力情况如何,运动过程如何,有没有极值问题、临界问题,从动力学角度列式还是从能量角度列式等.另一方面,教师应多选择一些典型例题,在课堂上把解题思路形成的过程展示出来,可以使学生随时将自己的思维与教师的思维进行比较,找出自己思维的优点和不足,在比较中逐渐认识自己的思维特点,从而提高对自我监控能力的认识.
3.2.2执行方案阶段的自我监控能力培养
方案选定后的执行阶段并不是一成不变的机械实施过程,事先确定的解题方案往往是概略性的,有的还可能是尝试性的.教师应该引导学生明白在整个解题过程中很难做到一帆风顺,学生应清楚地知道自己在干什么和为什么要这样做;应能对当前的处境做出清醒的评价,从而对自己的解题方案做出必要的调整,灵活合理运用各种解题策略.
在教学中,为了提高学生的执行方案阶段的监控能力,教师不妨把解题过程中的尝试探索的过程暴露出来,包括把失败的过程展现出来,以及把从失败到成功的转化过程展现出来,从反思中使学生看到转变思维的方向、方式与策略.
例1如图1所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1 m,两轨道之间用R=3 Ω的电阻连接,一质量m=0.5 kg的金属杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图2所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5 m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s′后停止.已知在拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q为1.25 C.在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为12 J.求:(1)导体杆运动过程中的最大速度vm;(2)拉力F的最大值Fm.
近几年来,浙江省高考物理试题立意新颖,更加注重新情景下实际问题的建模,对运用科学思维方法解决问题的能力也提出了更高的要求.同时,学生也经常反映:“物理概念、规律我都懂,平时各类习题也做了不少,但高考做题时仍然感到无从入手,力不从心.”如何才能教会学生解题,进而实现“优质轻负”的目标,是值得我们思考的现实问题.
几年来,根据笔者的观察,优秀学生解题往往具有以下两个基本特征:(1)具有较强的目标意识:他们不仅根据解题的具体情况及时确定不同层次的解题目标,而且更善于将各种目标紧密联系起来,使解题活动始终在目标的激励、引导、调控下进行.(2)善于使用解题策略:解题水平高的学生,他们往往对自己的解题过程具有较高水平的自我监控,调动各种因素去达到特定的目标.
因此,我认为提高习题课的教学效果,仅依靠教师在课堂上把解题的方法、技巧传授给学生远远不够,更重要的是我们在教学中有意识地培养学生的解题自我监控能力.
2自我监控在解决问题中的作用
自我监控,是在元认知理论研究的基础上,心理学家提出的新的认知理论.在解决问题中指学生为了保证解题的成功,对自己的解题过程中进行积极的计划、检查、反馈、控制和调节,以保证正确的解题方向,从而实现正确解题.具体有以下两方面作用:
2.1自我监控能够帮助学生修正解题的目标
物理解题具有明确的目标指向性.学生在目标的影响下,将自己正在进行的认知活动作为意识的对象,不断对解题的进程进行积极的、自觉的监视.一旦进程与目标不符,而又相信自己的进程时,则怀疑目标,将对目标修改或放弃,以确定新的目标.
2.2自我监控能帮助学生激活、制定和改组解题策略
物理解题具有明显的策略性,策略影响着物理解题的进程和质量.学生在解题过程中通过三种方式来操作策略.①激活策略,以目标的期望为出发点,将材料系统放入知识背景,在操作系统的作用下激活认知结构,选择解题策略;②制定策略,根据材料系统在认知结构中的相似性,寻求物理认知结构中的“相似块”,制定解题策略;③改组策略,通过解题进程的反馈,解题者要进行对解题策略的评价.学生在操作解题策略时,实际上均受自我监控的控制和调节,通过自我监控检验回顾解题方法,调控解题策略,最终逼近目标状态.
3提高学生解题监控能力的实践探索
解题监控能力在教会学生解题中具有举足轻重的作用,如何在不加重学生学习负担的基础上,使学生在完成学习任务的同时,解题自我监控能力得以形成和提高呢?在教学中我试着从以下几方面入手:
3.1审题过程中的自我监控能力的培养
高中物理试题所含情境新颖,信息量大,物理情景复杂,设问变化多端,有时一字之差就使题意完全不同.因此要教会学生做题,首先应使学生在审题阶段学会自我监控,培养学生规范的审题习惯.
为了提高学生审题阶段自我监控能力,我设计了一系列问题清单,促使学生仔细、深入地分析题意,整理思维过程,明确问题本质,达到思维精细化. (1)已知什么、要求什么:已知的是具体数据(是否国际单位制)、还是字母已知量?隐含的条件是什么? (2)研究对象如何选取:是选取一个物体、一个微元、还是选取一个系统(整体)作为研究对象?(3)物理过程怎样确定:是选取一个过程、还是几个过程?还是全过程? (4)能否构造出待求问题的物理情景:能画出一张图来表征问题?例如:物体受力分析图、物体运动过程示意图、电路图、光路图、实验设计流程图等(5)能否引入假设的符号:例如物体的质量m、斜面的倾角θ等来帮助自己分析? 此外,在读题审题环节还要引导学生不要急于猜测问题的解决方向,更不要盲目动手解题.
3.2解题过程中的学生自我监控能力的培养
从物理问题解决的全程看,审题阶段为问题解决确立了起点和目标,物理图景的建构为问题解决提供了背景框架,但它们仅仅是获得题目信息后的准备阶段.能否顺利解题还需要在具体的实施过程中加强学生自我监控.解题过程的自我监控大致可分为三个阶段:制定解题方案,执行解题方案和结论检验阶段.
3.2.1制定方案阶段的自我监控能力培养
教学实践表明,制定解题计划,寻找问题的解决思路是问题解决的中心环节,有时也是学生感到最为困难的一步,所以要特别加强学生自我监控的训练.为了解决这一困惑,我要求学生在解题时,向自己提问:问题主线是力学还是电学,题中涉及哪些知识点,类似的问题以前遇到过吗,物体受力情况如何,运动过程如何,有没有极值问题、临界问题,从动力学角度列式还是从能量角度列式等.另一方面,教师应多选择一些典型例题,在课堂上把解题思路形成的过程展示出来,可以使学生随时将自己的思维与教师的思维进行比较,找出自己思维的优点和不足,在比较中逐渐认识自己的思维特点,从而提高对自我监控能力的认识.
3.2.2执行方案阶段的自我监控能力培养
方案选定后的执行阶段并不是一成不变的机械实施过程,事先确定的解题方案往往是概略性的,有的还可能是尝试性的.教师应该引导学生明白在整个解题过程中很难做到一帆风顺,学生应清楚地知道自己在干什么和为什么要这样做;应能对当前的处境做出清醒的评价,从而对自己的解题方案做出必要的调整,灵活合理运用各种解题策略.
在教学中,为了提高学生的执行方案阶段的监控能力,教师不妨把解题过程中的尝试探索的过程暴露出来,包括把失败的过程展现出来,以及把从失败到成功的转化过程展现出来,从反思中使学生看到转变思维的方向、方式与策略.
例1如图1所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1 m,两轨道之间用R=3 Ω的电阻连接,一质量m=0.5 kg的金属杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图2所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5 m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s′后停止.已知在拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q为1.25 C.在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为12 J.求:(1)导体杆运动过程中的最大速度vm;(2)拉力F的最大值Fm.